射频磁控反应溅射法制备ylt2gtolt3gt薄膜的研究

《射频磁控反应溅射法制备ylt2gtolt3gt薄膜的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要■■__■———_—__——■■—■—■——-——————■■__I，IIIIII■鼍墨啊■曩—■#■蕾要金刚石具有优异的力学、电学、热学和光学性能，是用于长波红外波段(8～129m)理想的窗口和头罩材料。然而，当温度超过7506C时金刚石很容易发生氧化，导致透过率急刷下降。为了满足在商速、高温下应用的要求，需要在金刚石表面制备抗氧化、增透保护涂层。三氧化二钇(Y203)具有优良的物理、化学性能，抗高温氧化能力强，可用作金刚石抗氧化保护涂层。在国外，Y：O，用作金刚石抗氧化涂层的研究已经展开，并取得进

2、展：在国内，有关Y20，光学保护涂层的研究还未见报道。本文主要研究制备Y203薄膜的制备工艺和薄膜的成分、结构及红外透过性能，为金刚石应用于蜀速红外窗口和头罩提供工艺技术基础。论文的主要工作及研究成果如下：利用OPFCAD软件在金刚石衬底上设计了Y203增透膜系，并对所设计的膜系进行了结构敏感因子及结构偏差分析。膜系设计结粜表明，在金刚石衬底上镀Y203或Y203／A

3、N膜系后在8—121am波段的红外透过率可达90％，最大增透效果可达21％。在JGP560C型磁控溅射镀膜机上优化出了制备Y203薄膜的工

4、艺参数，揭示7射频功率、溅射气压、衬底温度和Ar／02气体流量比对薄膜沉积速率的影响规律。正交试验设计结果表明，溅射气压和射频功率是影响Y203薄膜沉积速率的主要因素，弗由此确定了获得薄膜最大沉积速率的工艺参数。对制备的Y203薄膜进行了x射线光电子谱(XPS)、X射线衍射(XRD)和FTIR红外透过光谱分析。XPS分析结果表明，沉积态薄膜中Y和O原子结合形成了Y203化合物；XRD分析结果表明，沉积态薄膜中Y203主要以非晶状态存在，在80012下退火后Y203薄膜囱多晶转变；红外透过光谱分析结果表明，

5、si衬底上镀Y203膜后，在2000～3000cm“波数范围的平均透过率可达90％以上，Y203薄膜的折射率约为1，93。关键词：金刚石：Y203；抗氧化：膜系设计；磁控溅射西北工业大学工学硕士学位论文__--___--__—_-_—曹_—_qi—_-_—-—_—_邕审毫皇__ABSTRACTDiamondisallidealmaterialforairbomeLWIR(8-129in)windowsanddomeswithexcellentpropertiesinmechanics，electrics，

6、caiorificsandoptics．However，diamondiseasilysubjecttooxidationinairattemperatureshigherthan750。C，andtheopticaltransmittanceishencedegradedgreatly．Inordertomeettherequirementsoftheapplicationsunderhigh-speedorhigh·temperature，anti—oxidationandanti—reflectiv

7、efilmsmustbepreparedonthediamondsurface．Yttriumoxide(Y203)isapromisinganti·oxidationmaterialfordiamondwithgoodphysical，chemicalandanti—oxidationproperties．GreatprogresseshavebeenmadeintheresearchesonY203anti—oxidationfilmsoverseas．Butnodomesticworkhasyetb

8、eendone。Researchesofthispaperconcentratemostlyonthepreparations，components，stmcturesandinfraredtransmissionpropertiesofY203films，whichwillestablishatechnicalfoundationforusingdiamondforhigh—speedIRwindowsanddomes．Themainresearchworksandresultsareasfollows

9、：Anti—reflectivefilmscontainingYz03aredesignedondiamondsubstrateswithOPFCADsoftwareandthesensitivefactoranddeviationofthefilms’structureareanalyzed．ThedesignedresultsshowthattheaveragetransmittancesofbothY203／／Diamo